Al fine di costruire componenti più durevoli in grado di resistere agli ambienti molto difficili all’interno e intorno agli aerei e ai motori a reazione, i ricercatori della NASA hanno sviluppato una nuova lega metallica con una serie impressionante di qualità a temperature estreme. Questi includono un’incredibile forza che è il doppio di quella delle attuali leghe all’avanguardia e una flessibilità di gran lunga maggiore, che secondo il team potrebbe portare a scoperte chiave nel volo sostenibile.
Il nuovo materiale è una lega rinforzata con dispersione di ossido (ODS), in cui sono incorporati ossidi su scala nanometrica per aumentare la durata della lega e la resistenza alle alte temperature. Per farlo nella giusta disposizione, i ricercatori hanno richiesto l’utilizzo di modelli computazionali all’avanguardia per simulare le prestazioni termodinamiche del materiale e quindi la stampa 3D per produrlo.
“L’applicazione di questi due processi ha drasticamente accelerato il tasso di sviluppo dei nostri materiali”, ha affermato Tim Smith, ricercatore sui materiali presso il Glenn Research Center della NASA. “Ora possiamo produrre nuovi materiali più velocemente e con prestazioni migliori rispetto a prima.:
I ricercatori sono stati in grado di arrivare al progetto ottimale per la lega dopo circa 30 simulazioni e affermare che i processi per tentativi ed errori che prima richiedevano anni ora richiedono solo settimane o mesi con queste nuove tecnologie. La lega risultante, denominata GRX-810, ha mostrato alcuni incredibili vantaggi in termini di prestazioni rispetto alle attuali leghe all’avanguardia.
A temperature di 2.000 ° F (1.093 ° C), il GRX-810 offriva il doppio della resistenza alla frattura, tre volte e mezzo la flessibilità senza incrinarsi quando piegato e allungato e oltre 1.000 volte la durata sotto stress. Il team afferma che il materiale apre nuove possibilità nella progettazione degli aeromobili e potrebbe consentire componenti più leggeri, un consumo ridotto di carburante quando utilizzato nei motori a reazione e costi operativi e di manutenzione inferiori.
“Questa svolta è rivoluzionaria per lo sviluppo dei materiali”, ha affermato il membro del team Dale Hopkins. “Nuovi tipi di materiali più resistenti e leggeri svolgono un ruolo chiave poiché la NASA mira a cambiare il futuro del volo. In precedenza, un aumento della resistenza alla trazione di solito riduceva la capacità di un materiale di allungarsi e piegarsi prima di rompersi, motivo per cui la nostra nuova lega è straordinaria”.